MXPA06011359A

MXPA06011359A - Codificador de canales multiples.

Info

Publication number: MXPA06011359A
Application number: MXPA06011359A
Authority: MX
Inventors: Albertus C Den Brinker; Gerard H Hotho; Dirk J Breebaart; Evgeny A Verbitskiy
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2007-01-16
Also published as: CN1938760B; BRPI0509100A; RU2382419C2; EP1895512A2; KR20070001206A; US7813513B2; EP3573055B1; EP3573055A1; TW200612392A; KR101135869B1; US20070239442A1; CN1938760A; US8065136B2; JP4938648B2; EP1895512A3; US20110040398A1; JP5539926B2; JP2011209745A; RU2006139082A; EP1735777A1

Abstract

Se describe un metodo de codificacion de senales de entrada (CH1 a CH3; 400 a 450) en un codificador de canales multiples (5;15) para generar datos de salida correspondientes que comprenden senales de salida de mezclado descendente (610;620) junto con datos parametricos complementarios (600). El metodo incluye un primer paso de mezclar descendentemente las senales de entrada (CH1 a CH3; 400 a 450) para generar las senales de salida de mezclado descendente correspondientes (610;620), y un segundo paso de procesamiento de las senales de entrada (CH1 a CH3; 400 a 450) durante el mezclado descendente para generar los datos parametricos (600) complementarios a las senales de salida de mezclado descendente (610;620). El procesamiento de las senales de entrada (CH1 a CH3; 400 a 450) implica incluir informacion en las senales de salida de mezclado descendente (610;620) que es util durante la decodificacion subsecuente de las senales de salida de mezclado descendente (610;620) y los datos parametricos (600) para determinar por lo menos algunos datos parametricos y permitir asi que las representaciones de las senales de entrada (CH1 a CH3; 400 a 450) sean regeneradas subsecuentemente. Los codificadores para usarse en el codificador (5;15) para realizar operaciones de procesamiento de senal esenciales en los mismos tambien son dilucidados.

Description

usuarios actualmente son propietarios de equipo capaz de proveer equipo de audio de cinco canales en sus hogares; correspondientemente, el contenido de programas de audio de cinco canales en portador de datos adecuados está cada vez más disponible, por ejemplo, los tipos SACD y DVD antes mencionados de portadores de datos. Debido al creciente interés en el contenido' de programas de canales múltiples, la codificación más eficiente de contenido de programas de audio de canales múltiples es un tema cada vez más importante, por ejemplo, para proveer uno o más de calidad mejorada, tiempo de reproducción más largo e incluso más canales. Más aún, el. interés creciente ha impulsado a los cuerpos de estandarización tales como MPEG a apreciar que el diseño de codificadores de canales múltiples es un tópico relevante. Los codificadores capaces de representar información de audio espacial tal como contenido de programas de audio por medio de descriptores paramétricos son conocidos. Por ejemplo, en la solicitud de patente del PCT internacional publicada No. PCT/IB2003/002858 (WO 2004/008805) , se describe la codificación de una señal de audio de canales múltiples que incluye por lo menos un primer componente de señal (LF) , un segundo componente de señal (LR) y un tercer componente de señal (RF) . Esta codificación utiliza un método que comprende los pasos de: (a) codificar el primer y segundo componentes de señal mediante el uso de un primer codificador paramétrico para generar una primera señal codificada (L) y un primer conjunto de parámetros de codificación (P2); (b) codificar la primera señal codificada (L) y una señal adicional (R) mediante el uso de un segundo codificador paramétrico para generar una segunda señal codificada (T) y un segundo conjunto de parámetros de codificación (Pl) en donde la señal adicional (R) es derivada de por lo menos el tercer componente de señal (RF) ; y (c) representar la señal de audio de canales múltiples por lo menos mediante una señal codificada resultante (T) derivada de por lo menos la segunda señal codificada (T) , el primer conjunto de parámetros de codificación (P2) y el segundo conjunto de parámetros de codificación (Pl) . Descripciones paramétricas de señales de audio han ganado interés en años recientes debido a que se ha mostrado que la transmisión de parámetros cuantificados que describen señales de audio requiere relativamente poca capacidad de transmisión. Estos parámetros cuantificados son capaces de ser recibidos y procesados en decodificadores para regenerar señales de audio que perceptualmente no difieren significativamente de sus señales de audio originales correspondientes. Un problema de interferencia de inter-canal significativa surge cuando la salida de los codificadores de canales múltiples contemporáneos es subsecuentemente decodificada . Esa interferencia es especialmente notable en codificadores de canales múltiples dispuestos para producir una buena imagen estéreo en asociación con un mezclado descendente de dos canales. La presente invención está dispuesta para por lo menos enfrentar parcialmente este problema, lo que mejora asi la calidad del audio de canales múltiples decodificado correspondiente.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un objeto de la presente invención es proveer un codificador de canales múltiples alternativo o bloqueo que se puede usar dentro de un codificador de canales múltiples que es susceptible para generar datos de salida codificados que son subsecuentemente capaces de ser decodificados con interferencia de Inter. -canal reducida. De conformidad con un primer aspecto de la presente invención, se provee un codificador de canales múltiples operable para procesar señales de entrada transportadas en una pluralidad de canales de entrada para generar datos de salida correspondientes que comprenden señales de salida de mezclado descendente junto con los datos paramétricos complementarios, el codificador incluye: (a) un mezclador descendente para el mezclado descendente de las señales de entrada para generar las señales de salida de mezclado descendentes correspondientes; y (b) un analizador para procesar las señales de entrada, el analizador es operable para generar los datos paramétricos complementarios a las señales de salida de mezclado descendente, el codificador es operable cuando genera las señales de salida de mezclado descendente para permitir la decodificación subsecuente de las señales de salida de mezclado descendente para predecir señales de canales procesadas y después descartadas dentro del codificador . La invención tiene la ventaja de que 'los datos de salida del codificador son susceptibles de ser decodificados con interferencia de intercanal reducida, a saber permite la regeneración subsecuente incrementada de las señales de entrada . Más aún, la cantidad de salida de datos del codificador de canales múltiples requerida para representar las señales de entrada es también potencialmente requerida. Preferiblemente, el codificador es operable para procesar las señales de entrada sobre la base de mosaicos de tiempo/frecuencia. Muy preferiblemente estos mosaicos se definen ya sea antes o en- el codificador durante el procesamiento de las señales de entrada. Preferiblemente, en el codificador, el analizador es operable para generar por lo menos parte de los datos paramétricos (Ci,i; C2,i) al aplicar una optimización de por lo menos una señal derivada de una diferencia entre una o más señales de entrada y un estimado de una o más señales de entrada que pueden ser generadas a partir de datos de salida del codificador de canales múltiples. Muy preferiblemente, la optimización implica la minimización de una norma euclidiana. Preferiblemente, en el codificador, hay N canales de entrada que el analizador es operable para procesar a fin de generar para cada mosaico de tiempo/frecuencia los datos paramétricos, el analizador es operable para producir (?(?-?)· parámetros junto con M señales de salida de mezclado descendente para representar las señales de entrada en los datos de salida, M y N son enteros y M<N . Muy preferiblemente, en el caso del entero M que es igual a dos en el codificador, el mezclado descendente es operable para generar dos señales de salida de mezclado descendente que son susceptibles de ser reproducidas en un aparato estereofónico de dos canales y de ser codificadas por un codificador estéreo estándar. Esa característica es capaz de hacer al codificador y sus datos de salida asociados compatibles en reversa con sistemas de reproducción anteriores, por ejemplo sistemas de reproducción de dos canales estereofónicos .

De conformidad con un segundo aspecto de la invención, se provee un procesador de señal para incluirse en un codificador de canales múltiples de conformidad con el primer aspecto de la invención, el procesador es operable para procesar datos en el codificador de canales múltiples para generar sus señales de salida de mezclado descendente y datos paramétricos . De conformidad con un tercer aspecto de la invención, se provee un método de codificación de señales de entrada en un codificador de canales múltiples para generar datos de salida correspondientes que comprenden señales de salida de mezclado descendente con datos paramétricos complementarios, el método incluye los pasos de: (a) proveer las señales de entrada al codificador de canales múltiples mediante una pluralidad (N) de canales de entrada; (b) mezclar descendentemente las señales de entrada para generar las señales de salida de mezclado descendente (M) correspondientes; y (c) procesar las señales de entrada para generar los datos paramétricos complementarios a las señales de salida de mezclado descendente, en donde el procesamiento de las señales de entrada en el codificador de canales múltiples implica determinar los datos de parámetros para permitir que las representaciones de las señales de entrada sean subsecuentemente regeneradas, las señales de mezclado descendente permiten la decodificación de las mismas para predecir el contenido de señales de canales procesados en el codificador y después descartarlas. De conformidad con un cuarto aspecto de la invención, se proveen datos de salida codificados generados de conformidad con el método del tercer aspecto de la invención, los datos de salida son almacenados en un portador de datos . De conformidad con un quinto aspecto de la invención, se provee un decodificador para decodificar datos de salida generados con un codificador de conformidad con el primer aspecto de la invención, el decodificador comprende: (a) medios de procesamiento para recibir señales de salida de mezclado descendente junto con datos paramétricos desde el codificador, los medios de procesamiento son operables para procesar los datos paramétricos para determinar uno o más coeficientes o parámetros; y (b) medios de computación para calcular una representación aproximada de cada señal de entrada codificada en los datos de salida mediante el uso de los datos de parámetros y también uno o más coeficientes determinadas en el paso (a) para procesar posteriormente a fin de generar sustancialmente representaciones de señales de entrada que dan origen a los datos de salida generados por el codificador. De conformidad con un sexto aspecto de la invención, se provee un procesador de señal para incluirse en un decodificador de canales múltiples de conformidad con un quinto aspecto de la invención, el procesador de señal es opérable para ayudar en el procesamiento de datos en asociación con la regeneración de representaciones de señales de entrada. De conformidad con un séptimo aspecto de la invención, se provee un método de decodificación de datos codificados en un decodificador de canales múltiples, los datos son de una forma como es generada por un codificador de canales múltiples de conformidad con el primer aspecto de la invención, el método incluye los pasos de: (a) procesar señales de salida de mezclado descendente junto con datos paramétricos presentes en los datos codificados, el procesamiento utiliza los datos paramétricos para determinar uno o más coeficientes o parámetros; y (b) calcular una representación aproximada de cada señal de entrada codificada en los datos codificados mediante el uso de datos de parámetros y también uno o más coeficientes determinados en el paso (a) para posterior procesamiento a fin de regenerar sustancialmente las representaciones de señales de entrada que dan origen a los datos codificados generados por el codificador. Se apreciará que las características de la invención son susceptibles de ser combinadas en cualquier combinación sin apartarse del alcance de la invención.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Las modalidades de la invención se describirán ahora, a manera de ejemplo únicamente, con referencia a las siguientes figuras en donde: La figura 1 es un diagrama de bloque esquemático de una modalidad de un codificador de canales múltiples que incluye en el mismo un codificador de conformidad con la invención en relación con un primer contexto de la invención; Y la figura 2 es un diagrama de bloque esquemático de una modalidad de un decodificador de conformidad con la invención compatible con el codificador de la figura 1 en relación con el primer contexto de la invención: la figura 3 es una modalidad preferida de la invención en donde el codificador se utiliza dentro de un codificador de canales múltiples de conformidad con la invención en relación con un segundo contexto de la invención; la figura 4 es una modalidad de un decodificador, que usa el codificador de la invención, compatible con el codificador de la figura 3 en relación con el segundo contexto de la invención; y la figura 5 es una configuración en donde un codificador de canales múltiples y un decodificador de canales múltiples de conformidad con la invención están configurados mutuamente con un codificador y decodificador estéreo estándar.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se describirá en el primer y segundo contextos. En el primer contexto, la invención está relacionada con un codificador que es operable para procesar señales de entrada originales para generar datos de salida codificados correspondientes capaces de ser subsecuentemente decodificados en un decodificador para regenerar representaciones perceptualmente más precisas de las señales de entrada originales de lo que es posible hasta ahora. En el segundo contexto, la invención se refiere a modalidades de ejemplo específicas de la invención. El primer contexto se considerará ahora con respecto a las figuras 1 y 2. En una vista general, la presente invención se refiere a un codificador indicado generalmente con el número 5 en la figura 1. El codificador 5 incluye N canales de entrada para recibir señales de entrada originales correspondientes; por ejemplo, el codificador incluye tres canales de entrada CHl, CH2, CH3 cuando N = 3. El codificador 5 es operable para procesar las señales de entrada originales de los N canales para generar: (a) señales de salida codificadas correspondientes en M salidas de canales de mezclado descendente en donde M<N, por ejemplo dos salidas de canales OPl y 0P2 denotadas por 610, 620 respectivamente cuando M = 2; y (b) una o más salidas de señal paramétricas, por ejemplo, una salida paramétrica por 600. Subsecuentemente para decodificar de manera más óptima en un decodificador señales de salida generadas por el codificador 5, a saber con respecto a errores de mínimos cuadrados, es contemporáneamente benéfico que se utilice el análisis de componente principal (PCA, por sus siglas en inglés) en el codificador 5 cuando se generan sus señales de salida codificadas 600, 610, 620. El procesamiento de esas señales de salida 600, 610, 620 para la mejor regeneración posible de señales en un decodificador indicado con el número 10 en la figura 2 correspondiente a las N señales de entrada presentadas en el codificador 5 es potencialmente posible si se toman en cuenta los parámetros generados por PCA del codificador 5. Los valores para parámetros de PCA en las señales 600, 610, 620 son inducidos por las señales de entrada originales mismas y por lo tanto no permiten control sobre mezclado descendente que ocurre en el codificador 5. Esa falta de control contemporáneamente hace sustancialmente imposible obtener una calidad de imagen estéreo satisfactoria cuando se utiliza PCA en el codificador 5 y su decodificador correspondiente 10. Los inventores han apreciado para la presente invención que, cuando se utiliza un mezclado descendente fijo junto con los M canales de mezclado descendente antes mencionados en el codificador 5, una regeneración sustancialmente perfecta de las señales de entrada originales en el decodificador complementario 10 es potencialmente posible cuando estos M canales de mezclado descendente se extienden por medio de un conjunto apropiado adicional de N-M canales que transportan información complementaria. Por lo tanto, las señales de salida de M canales de mezclado descendente generadas por el mezclado descendente fijo no se pueden usar para regenerar representaciones sustancialmente perfectas de señales de entrada originales de N canales cuando la información referente a los N-M canales ha sido por lo menos parcialmente descartada durante la codificación. Sin embargo, los inventores han apreciado que estos N-M canales por lo menos pueden ser parcialmente predichos cuando se aplica procesamiento adecuado a los M canales de mezclado descendente, por ejemplo a las salidas 610, 620. Por lo tanto, un codificador 5 configurado de conformidad con la invención predice a partir de los M canales de mezclado descendente por lo menos alguna información correspondiente a los N-M canales en un decodificador, mientras que al mismo tiempo se evita la necesidad de enviar ciertos parámetros del codificador 5 al decodificador 10. Esa predicción usa redundancia de señal que ocurre entre las señales de los N canales como se describirá con más detalle más adelante. Más aún, el decodificador compatible correspondiente 10 reinstala la redundancia cuando se decodifican datos codificados provistos desde el codificador 5. A fin de dilucidar adicionalmente la presente invención, una modalidad de ejemplo de codificador 5 ilustrada en la figura 1 se describirá y entonces un método de procesamiento de señal utilizado en la misma se presentará con referencia en su base matemática. La modalidad de ejemplo de la invención de acuerdo con el segundo contexto antes mencionado se describirá ahora con referencia a las figuras 3 y 4. En la figura 3, se muestra un codificador de canales múltiples indicado generalmente con el número 15. El codificador 15 incluye tres unidades de procesamiento 20, 30, 40 para recibir seis señales de entrada denotadas por 400 a 450; la naturaleza de estas seis señales de entrada se dilucidará posteriormente. Las tres unidades de procesamiento 20, 30, 40 son operables para generar los N canales 500 a 520 descrito con referencia al codificador 5. El codificador 15 también comprende una unidad de mezclado y extracción de parámetro 180 para recibir salidas procesadas 500, 510, 520 de las unidades de procesamiento 20, 30 40 respectivamente. Las salidas de la unidad de extracción 180 comprenden la tercera salida de conjunto de parámetros antes mencionada 600, y las señales intermedias izquierda y derecha 950, 960 respectivamente conectadas por medio de una unidad de transformación inversa y OLA 360 para generar la salida de mezclado descendente antes mencionada 610, 620 para canales izquierdo y derecho respectivamente. Los conjuntos de salida de parámetros 720, 820, 920, 600 y las salidas de mezclado descendente 610, 620 corresponden a datos de salida codificados desde el codificador 15 adecuados para ser subsecuentemente comunicados a un codificador compatible correspondiente en donde los datos de salida son decodificados para regenerar representaciones de una o más de las seis señales de entrada 400 a 450. Alternativamente, las salidas de mezclado descendente 610 y 620 se pueden suministrar a un codificador estéreo estándar. Las seis señales de entrada originales denotadas por 400 a 450 comprenden: una señal de audio frontal izquierda 400, una señal de audio posterior 410, una señal .de audio de efectos 420, una señal de audio central 430, una señal de audio frontal derecha 440 y una señal de audio posterior derecha 450. La señal de efectos 420 preferiblemente tiene una anchura de banda sustancialmente de 120 Hz para usarse en la simulación de efectos de, por ejemplo, retumbo, explosión y truenos. Más aún, las señales de entrada 400, 410, 430, 440, 450 preferiblemente corresponden a canales de sonido de cine en el hogar de cinco canales . Las unidades de procesamiento 20, 30, 40 son preferiblemente implementadas de una manera dilucidada en la solicitud de patente europea publicada No. EP 1, 107, 232 que es incorporada aquí con referencia con respecto a estas unidades 20, 30, 40. La unidad de procesamiento 20 comprende una unidad de segmento y transformación 100, una unidad de parámetro 110, una unidad de PCA 120 y una unidad de rotación de PCA 130. La unidad de transformación 100 incluye salidas frontal izquierda y posterior izquierda transformadas 700, 710 respectivamente acopladas a la unidad de rotación de PCA 130 y la unidad de análisis de parámetro 110. Una primera salida de parámetros 720 es acoplada por medio de la unidad de ángulo de PCA 120 a la unidad de rotación de PCA 120. La unidad de rotación 120 es operable para procesar las salidas 700, 710 y la primera salida de conjunto de parámetros para generar la salida procesada 500. El procesamiento dentro de la unidad 20 se realiza con base en mosaicos de tiempo/frecuencia . De manera similar, la unidad de procesamiento 30 comprende una unidad de segmento y transformación 200, una unidad de análisis de parámetro 210, una unidad de parámetro a ángulo de PCA 220 y una unidad de rotación de PCA 230. La unidad de transformación 200 incluye salidas frontal izquierda y posterior izquierda transformadas 800, 810 respectivamente acopladas a la unidad de rotación de PCA 230 y la unidad de análisis de parámetro 210. Una cuarta salida de conjunto de parámetro 820 es acoplada mediante la unidad de ángulo de PCA 220 a la unidad de rotación de PCA 220. La unidad de rotación 220 es operable para procesar las salidas 800, 810 y la cuarta salida de conjunto de parámetros para generar la salida procesada aqui 510. El procesamiento dentro de la unidad 30 también se realiza con base en mosaicos de tiempo/frecuencia . De manera similar, la unidad de procesamiento 40 comprende una unidad de segmento y transformación 300, una unidad de análisis de parámetro 310, una unidad de parámetro a ángulo de PCA 320 y una unidad de rotación de PCA 330. La unidad de transformación 300 incluye salidas frontal izquierda y posterior izquierda transformada 900, 910 acopladas a la unidad de rotación de PCA 330 y la unidad de análisis de parámetro 310. Una segunda señal de conjunto de parámetros 920 es acoplada mediante la unidad de ángulo de PCA 320 a la unidad de rotación de PCA 320. La unidad de rotación 320 es operable para procesar las salidas 900, 910 y la segunda salida de conjunto de parámetros para generar la salida procesada 520. El procesamiento dentro de la unidad 40 se realiza con base en los mosaicos de tiempo/frecuencia. Las salidas procesadas 500, 510, 520 corresponden a señales procesadas izquierda, central y derecha respectivamente. Más aún, las salidas de mezclado descendente 610, 620 son susceptibles por aparatos de reproducción estéreo de dos canales contemporáneos, lo que mantiene la compatibilidad de reversa con sistemas de sonido estéreo anteriores. La tercera salida de parámetros 600 incluye datos de parámetros adicionales que pueden ser procesados en un decodificador, por ejemplo el decodificador 10 ilustrado en la figura 2, junto con los conjuntos de parámetros de salida 720, 820, 920 y las salidas de mezclado descendentes 610, 620 para regenerar representaciones de las seis señales de salida 400 a 450. Una manera en- la cual este mezclado descendente ocurre para producir las salidas de mezclado descendente 610, 620 y los datos de parámetros en la tercera salida de conjunto de parámetros 600 se describirá a continuación. Con referencia nuevamente al primer contexto de la invención con respecto a las figuras 1 y 2, las señales de entrada .originales de N canales CHl a CH3, a saber ??[?], z2[n],..., zN[n], describen formas de onda de dominio de tiempo de los N canales. Las señales zi [n] a zN[n] son segmentadas en las tres unidades de procesamiento 20, 30, 40, la segmentación usa una segregación común mutua, preferiblemente utiliza análisis temporalmente traslapables .

Subsecuentemente, cada segmento es convertido desde estar en un formato temporal hasta estar en un formato de frecuencia, a saber desde el dominio de tiempo hasta el dominio de frecuencia, mediante la aplicación de una transformación adecuada, por ejemplo una transformación de' Fourier rápida (FFT) o un tipo equivalente similar de transformación. Esa conversión de formato preferiblemente se pone en práctica en hardware de computadora que ejecuta software adecuado. Alternativamente, la conversión se puede poner en práctica mediante el uso de estructuras de banco de filtro para obtener mosaicos en tiempo/frecuencia. Más aún, la .conversión da por resultado representaciones de sub-banda segmentadas de las señales de entrada para los canales CH1 a CH3. Por conveniencia, estas representaciones de sub-bandas representadas de las señales de entrada ?? [n] a zN[n] son denotadas por Zi[k] a ZN[k] respectivamente en donde k es un índice de frecuencia. Por conveniencia, se consideran los canales de mezclado descendente como se ilustra para el codificador 15, aunque es posible la extensión a otros números de canales de mezclado descendente. A partir de las señales de entrada originales transportadas en N canales CH1 a CH3, el codificador 5 procesa las representaciones de sub-banda Zj.[k] a ZN[k] antes mencionadas para generar dos canales de mezclado descendente L0[k] y Ro.k] como se provee en las ecuaciones 1 y 2 (ec. 1 y 2) : ^W=X ¾W Ec.2 i.-i en donde los parámetros ?½ y ß? son preferiblemente establecidos según se requiera para buena imagen estéreo en dos canales de mezclado descendente L0[k] y R0[k]. Como se dilucida en lo anterior, un decodificador subsecuente, por ejemplo el decodificador 10 que regenera representaciones de las señales de entrada originales para CH1 a CH3 es únicamente capaz de generar representaciones sustancialmente perfectas cuando los dos canales de mezclado descendente Lo[k] y R0[k] son complementados con. un conjunto apropiado de parámetros para regenerar sustancialmente los N-2 canales faltantes. Cuando se utiliza mezclado descendente fijo, hasta cierto grado, la información de los N-2 canales descartados se puede predecir de los dos canales de mezclado descendente L0[k] y R0[k], lo que provee una forma de incrementar la precisión de la regeneración de la representación antes mencionada de las señales de entrada originales de los canales CH1 a CH3 en un decodificador correspondiente, por ejemplo el decodificador 10. En una situación en donde la información referente a ciertos de los N canales es descartada al generar las señales de salida 600, 610, 620, a saber los canales descartados son denotados por Co,±[k], esos canales descartados se pueden predecir a partir de los canales de mezclado descendente L0[k] y Rofk] al aplicar la ecuación 3 (ec. 3) : en donde los parámetros (¾,? y C2,i se seleccionan de conformidad con uno o más criterios de optimización. Preferiblemente, un criterio de optimización utilizado en el codificador 5 es una norma euclidiana mínima de la señal Co,x[k] y su estimación Co,±[k] . Para permitir procesamiento de conformidad con la ecuación 3 que se ha de utilizar en un decodificador complementario al codificador 5, los parámetros QL,Í y <¾,i son preferiblemente incluidos en la salida del tercer conjunto de parámetros 600 del codificador 5. Los inventores han apreciado que los parámetros Xíi y (¾,? en la ecuación 3 están relacionados con parámetros que son generados en el codificador 5 cuando se reduce al mínimo la norma euclidiana de la diferencia de la señal Zi[k] y la estimación Z±[k] de la misma generada del decodificador 10.

El codificador 5 preferiblemente está configurado para utilizar estos últimos parámetros Z±[k~ , Zi[k] . Un cuadrado de la nueva euclidiana de la diferencia de la señal de entrada original Zj.[k] es después calculable en el codificador 5 al aplicar la ecuación 4 (ec. 4) : en donde Í¡[k¡= €^¡^1+ C2iZifí0[k] Ec.5 la minimización de la ecuación 4 preferiblemente se logra al aplicar las ecuaciones 6 y 7 (ec. 6 y 7) en donde Ec.8 * <?[?*?*]> = ? ¿]s 'H Ec.9 Por lo tanto, para los parámetros Ci;Z, y C2,zr como se puede calcular a partir de las ecuaciones 6 y 7, las siguientes relaciones son derivables de las ecuaciones 10 a 13 (ec. 10 a 13) con respecto a los coeficientes ai y ß?, por ejemplo como es pertinente a las ecuaciones 1 y 2 (ec. 1 y 2) : Por lo tanto, en el codificador 5, al aplicar operaciones de procesamiento como se describe en las ecuaciones 1 a 13 (ecuaciones 1 a 13) , es factible convertir señales de entrada correspondientes a N canales, a saber las señales de entrada para CHl a CH3 en donde N = 3, con dos parámetros por canal y dos canales de mezclado descendente para generar señales para las salidas 610, 620 y la tercera salida de conjunto de parámetros 600/ los dos parámetros para el i-ésimo canal son ClrZI y C2,z. Si el mezclado descendente es fijado para cada mosaico de tiempo/frecuencia, el mezclado descendente es conocido en el decodificador 10, por lo que las relaciones entre los parámetros son a priori conocidas. Si, por otra parte, se escoge el variar el mezclado descendente, la información referente al mezclado descendente real tiene que se enviada al decodificador 10. En el codificador 5, las señales de entrada CH1 a CH3 son procesadas en la unidad de canal 100, 200, 300 para producir una representación de señales de entrada en mosaicos de tiempo/frecuencia. Las operaciones de procesamiento, como se ilustra en las ecuaciones 1 a 13, se repiten para cada uno de estos mosaicos. Las señales I¡0[k de todos los mosaicos de frecuencia se combinan en el codificador 5 y son transformadas al dominio de tiempo para formar una señal para el segmento actual y esta señal es por lo menos parcialmente combinada con la señal que pertenece por lo menos un segmento precedente a la misma para generar la señal de salida codificada 620. Las señales Ro[ ] son procesadas de una manera similar a las señales Lo [Je] para generar la señal de salida codificada 610. En resumen, el codificador 5, y de manera similar el codificador 15 que es una modalidad del ejemplo especifica de la invención, es operable para codificar las tres señales de entrada CHl a CH3 como dos canales descendentemente mezclados 610, 620, a saber lo [n] , r0 [n] y 2N-4 parámetros para mosaico de tiempo/frecuencia aplicado con los que procesan las señales de entrada CHl a CH3.

Complementario al codificador 5 ilustrado en la figura 1, de manera similar el codificador 15 ilustrado en la figura 3, es un decodificador complementario presentado esquemáticamente en la figura 2 é indicado en la misma generalmente con el número 10. El decodificador 10 incluye una unidad de pro cesamiento 1000 que es operable para recibir las · señales de salida de mezclado descendentes 610, 620 desde el codificador 5 y también la tercera salida del conjunto de parámetros 600, 610, 620 que transporta información paramétrica, por ejemplo valores para los parámetros antes mencionados Ci,z, y C2,z. El decodificador 10 es operable para procesar señales de las salidas 600, 610, 620 recibidas en el mismo para generar señales de salida decodificadas 1500, 1510, 1520, que son representaciones decodificadas de las señales de entrada CH1, CH2, CH3 respectivamente . En el decodificador 10, cuando se reciben las salidas 600, 610, 620 del codificador 5, por ejemplo transportadas por medio de una red de comunicación tal como la Internet y/o un portador de datos tal como un disco de video digital (DVD) o un medio de datos similar, para cada mosaico de tiempo/f ecuencia, se realizan las siguientes funciones de procesamiento: (a) los coeficientes C1/Zr y C2,zr son computados para todos los N canales mediante el uso de 2N-4 coeficientes y las cuatro ecuaciones, a saber información relacionada con las ecuaciones 10 a 13, que describe relaciones entre los coeficientes; y después (b) una representación aproximada £± [k] de cada señal de entrada Z±-[k] es computada mediante el uso de la ecuación 14 (ec. 14) : en donde Lo[k] y R0[k] son las señales que representan un mosaico de tiempo/frecuencia de dos canales de mezclado descendente recibidas en el decodificador 10, a saber las salidas 610, 620 respectivamente. Una modalidad de ejemplo especifica del decodificador 10 ilustrada en la figura 2 en el primer contexto se describirá ahora con referencia a la figura 4 en el segundo contexto. En la figura 4, se muestra un decodificador indicado generalmente con el número 18. El decodificador 18 comprende una unidad de segmento y transformación 1600 para transformar las salidas de mezclado descendente 610, 620 denotadas por r0, lo para generar señales transformadas correspondientes 1650, 1660 denotadas por Ro, Lo respectivamente. Más aún, el decodificador 18 también incluye un procesador de decodificación 1610 para recibir las señales 600, 1650, 1660 y procesarlas para generar señales procesadas correspondientes 1700, 1710, 1720 en relación con canal izquierdo (L) , canal central (C) y canal derecho (R) respectivamente . La señal 1700 es acoplada directamente y también mediante un decorrelacionador 1750 como se muestra para una unidad de PCA inversa 1800 que es operable para generar dos salidas intermedias Lf, Ls que son acopladas a una unidad de transformación inversa y OLA 1900. La unidad de transformación inversa 1900 es operable para procesar las salidas intermedias Lf, Ls para generar salidas de decodificador 2000, 2010 correspondientes a la salida 1500 en la figura 2, a saber, versiones regeneradas de las señales de entrada 400, 410. De manera similar, la señal 1710 es acoplada directamente y también mediante un decorrelacionador 1760 como se muestra para una unidad de PCA inversa 1810 que es operable para generar dos salidas intermedias Cs, LFE que son acopladas a una unidad de transformación inversa y OLA 1910. La unidad de transformación inversa 1910 es operable para procesar la salida intermedia Cs LFE para generar salidas de decodificador 2020, 2030 correspondientes a la salida 1510 en la figura 2, a saber, versiones regeneradas de las señales de entrada 420, 430. De manera similar, la señal 1720 es acoplada directamente y también mediante un decorrelacionador 1770 como se muestra para una unidad de PCA inversa 1820 que es operable para generar dos salidas intermedias Rf, Rs que son acopladas a una unidad de transformación inversa y OLA 1920. La unidad de transformación inversa 1920 es operable para procesar las salidas intermedias Rf, Rs para generar salidas de codificador 2040, 2050 correspondientes a la salida 1520 en la figura 2, a saber versiones regeneradas de las señales de salida 440, 450. Las' unidades 1800, 1810, 1820 requieren entradas de parámetro 920, 820, 720 durante la operación para recibir suficientes datos para operación correcta. Las operaciones de procesamiento ejecutadas dentro del procesador de decodificación 1610, también conocido como un decodificador de conformidad con la invención, implican operaciones matemáticas como se describe en lo anterior con referencia al decodificador 10 ilustrado en la figura 2. Se apreciará que las modalidades de la invención descritas en lo anterior son susceptibles de ser modificadas sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, el codificador 5, de manera similar al codificador 15, está dispuesto preferiblemente para funcionar de manera que genere una buena imagen estéreo en las salidas de mezclado descendente al aplicar las ecuaciones 15 y 16 (ec. 15 y 16) durante el procesamiento Ec.15 Ec.16 En tal situación N = 3, por lo tanto sólo dos parámetros por mosaico, como se determina en 2N-4, necesitan ser transmitidos desde el codificador 5 al decodificador 10. Esa disposición tiene la ventaja de que los dos parámetros o coeficientes C\iZ, y C2,z, están nominalmente en un intervalo numérico similar de tal manera que se pueda aplicar a ellos una cuantificación similar. De manera correspondiente, en el decodificador 10, cuando se proveen tres o más reproducciones de canales, se computan para cada uno de los seis parámetros de mosaico, a saber Ci,L, C2,L, ClfR, C2,R, Ci,Cs y C2,cs- L computación se basa en dos parámetros transmitidos e información referente a relaciones entre estos seis parámetros. Como un ejemplo, los coeficientes Ci,L y C2,R son transmitidos desde el codificador 5 al decodificador 10. El decodificador 10 es después capaz de derivar otros coeficientes del mismo mediante las ecuaciones 17 (Ec. 17), a saber: i.

Cuando estos seis coeficientes han sido derivados para cada mosaico, las representaciones de las señales de salida dentro del codificador 5, a saber L[k] , R[k] y Cs[k , se pueden regenerar dentro del decodificador 10 mediante el uso de ecuación 18 (ec. 18) en computaciones ejecutadas dentro del decodificador 10: Estas señales £[k] , R[k] y Cs[k] son después transformables desde el dominio de frecuencia hasta el dominio temporal para generar las señales 1500 a 1520 para producir desde el decodificador 10 para apreciación del usuario, por ejemplo durante presentación del cine en el hogar. En un uso más directo de los codificadores de canales múltiples 5, 15, un codificador estéreo estándar, a saber tanto codificador como decodificador, en donde M = 2 se utiliza entre el codificador de canales múltiples 5, 15 y el decodificador de canales múltiples 10, 18 descritos en lo anterior. En otras palabras, en relación con las figuras 3 y 4, las señales de salida 610, 620 de la figura 3 son directamente alimentadas a un codificador de estéreo estándar 3000 y posteriormente mediante un multiplexor 3002 como se ilustra en la figura 5. Las salidas 3005 del multiplexor 3002 que incluyen datos- de parámetros (600; 600, 720, 820, 920) son después subsecuentemente transportados mediante una ruta de comunicación de datos 3010, por ejemplo mediante un portador de datos o una red de comunicación, a un desmultiplexor 3012 y posteriormente a un decodificador estéreo 3020 complementario al codificador estéreo 3000. Las señales de salida decodificadas 3030 del decodificador 3020 junto con los datos de parámetros (600/ 600 720, 820, 920) del desmultiplexor 3012 son alimentadas al decodificador de canales múltiples 10, 18. Las salidas 3030 del decodificador 3020 son versiones regeneradas de las señales de salida 610, 620 desde los codificadores de canales múltiples 5, 15. Una configuración como se ilustra en la figura 5 es un ejemplo de manera en la cual los codificadores de canales múltiples 5, 15 y los decodificadores de canales múltiples 10, 18 son susceptibles de ser mutuamente interconectados . En las reivindicaciones anexas, los números y otros símbolos incluidos dentro de corchetes se incluyen para ayudar a entender las reivindicaciones y no pretenden limitar el alcance de las reivindicaciones de alguna manera. Expresiones tales como "comprende", "incluye", "incorpora", "contiene", "es" y "tiene" se han de considerar de una manera no exclusiva cuando interpretan la descripción y sus reivindicaciones asociadas, a saber construidas para permitir que también estén presentes otros elementos o componentes que no son explícitamente definidos. También se debe considerar la referencia en singular como una referencia en plural y viceversa. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un codificador de canales múltiples operable para procesar señales de entrada transportadas en una pluralidad de canales de entrada (CHl a CH3) para generar datos de salida correspondientes que comprenden señales de salida de mezclado descendente junto con datos paramétricos complementarios, caracterizado porque incluye: (a) un mezclador descendente para mezclado descendente de señales de entrada (CHl a CH3) para generar las señales de salida de mezclado descendente correspondientes; y (b) un analizador para procesar las señales de entrada (CHl a CH3 ) , el analizador es operable para generar datos paramétricos complementarios a las señales de salida de mezclado descendente, el codificador es operable cuando se generan las señales de salida de mezclado descendente para permitir la decodificación subsecuente de las señales de salida de mezclado descendente para predecir señales de canales procesadas y después descartadas dentro del codificador. 2. El codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es operable para procesar las señales de entrada (CHl a CH3) sobre la base de mosaicos de tiempo/frecuencia.
3. El codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque los mosaicos se definen ya sea antes o en el codificador durante el procesamiento de las señales de entrada (CHl a CH3) .
4. El codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el analizador es operable para generar por lo menos parte de los datos paramétricos (CI,Í;C2,Í) al aplicar una optimización de por lo menos una señal derivada de una diferencia entre una o más señales de entrada y una estimación de esas una o más señales de entrada que se puede generar a partir de los datos de salida del codificador de canales múltiples.
5. El codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la optimización implica minimizar una norma euclidiana.
6. El codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque hay N canales de entrada en donde el analizador es operable para procesar a fin de generar para cada mosaico de tiempo/frecuencia los datos paramétricos, el analizador es operable para producir parámetros M(N-M) junto con señales de salida de mezclado descendente M para representar las señales de entrada (CHl a CH3) en los datos de salida; M y N son enteros y M<N.
7. El codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el entero M es igual a dos de tal manera que las señales de salida son susceptibles de ser reproducidas en aparatos estereofónicos de dos canales y de ser codificadas por un codificador estéreo estándar.
8. Un procesador de señal para incluirse en un codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es operable para procesar datos en el codificador de canales múltiples para generar sus señales de salida de mezclado descendente y datos paramétricos .
9. Un método de codificación de señales de entrada (CHl a CH3) en un codificador de canales múltiples para generar datos de salida correspondientes comprende mezclar descendentemente señales de salida junto con datos paramétricos complementarios, caracterizado porque incluye los pasos de: (a) proveer las señales de entrada (CHl a CH3 ) al codificador mediante una pluralidad (N) de canales de entrada; (b) mezclar descendentemente las señales de entrada (CHl a CH3) para generar las señales de salida de mezclado descendente correspondientes; y (c) procesar las señales de entrada (CHl a CH3) para generar los datos paramétricos complementarios a las señales de salida descendentes, en donde el procesamiento de las señales de entrada (CHl a CH3) en el codificador de canales múltiples implica la determinación de los datos de parámetros para permitir que las representaciones de las señales de entrada (CHl a CH3) sean subsecuentemente regeneradas, las señales de mezclado descendente permiten la decodificación de las mismas para predecir el contenido de señales de canales procesadas en el codificador y después descartadas en el mismo.
10. Datos de salida codificados generados de acuerdo con el método de conformidad con la reivindicación 9 , caracterizados porgue son almacenados en un portador de datos .
11. Un decodificador de canales múltiples para decodificar datos de salida generados por un codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende: (a) medios de procesamiento para recibir señales de salida de mezclado descendente junto con datos paramétricos del codificador, los medios de procesamiento son operables para procesar los datos paramétricos para determinar uno o más coeficientes o parámetros; y (b) medios de computación para calcular una representación aproximada de cada señal de entrada codificada en datos de salida mediante el uso de los datos de parámetros y también uno o más coeficientes determinados en el paso (a) para procesamiento adicional para regenerar sustancialmente representaciones de señales de entrada (CHl a CH3)lo que da origen a los datos de salida generados por el codificador.
12. Un procesador de señal para usarse en el decodificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque es operable para ayudar en el procesamiento de datos en asociación con la regeneración de representaciones de señales de entrada.
13. Un método de decodificación de datos codificados en un decodificador de canales múltiples, los datos son de una forma como es generada por un codificador de canales múltiples de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye los pasos de: (a) procesar señales de salida de mezclado descendente junto con datos paramétricos presentes en los datos codificados, el procesamiento utiliza los datos paramétricos para predecir uno o más coeficientes o parámetros ; y (b) calcular una representación aproximada de cada señal de entrada codificada en los datos codificados mediante el uso de datos de parámetros y también uno o más coeficientes determinados en el paso (a) para posterior procesamiento a fin de regenerar sustancialmente las representaciones de señales de entrada que dan origen a los datos codificados generados por el codificador.